ИСТИНА

Проект направлен на изучение геохимической активности и разнообразия архей водной толщи глубоководной зоны Черного моря. В рамках проекта в аэробных водах, зоне хемоклина и в анаэробном слое водной толщи предполагается: (1) количественно измерить соотношения численности бактерий и архей методом флуоресцентной in situ гибридизации (FISH); (2) с использованием специфичных ПЦР-праймеров на гены 16S рРНК и функциональные гены архей выявить филогенетическое разнообразие основных групп этих микроорганизмов в разных гидрологических слоях водной толщи Черного моря; (3) основываясь на данных молекулярно-биологического анализа и используя радиоизотопный метод, исследовать участие архей в геохимически значимых процессах круговорота углерода и азота в черноморских водах; (4) разработать методы выделения накопительных и чистых культур архей из различных гидрологических зон водной толщи Черного моря; (5) оценить экологическую роль сообществ архей водной толщи в процессах круговорота основных биогенных элементов при различных сценариях изменения климата и антропогенного воздействия на экосистему Черного моря.

Отчет за 2013 год. В серии экспедиций проведены гидрохимические, радиоизотопные, микробиологические и молекулярно-биологические исследования водной толщи глубоководной зоны российского сектора Черного моря с целью выявления таксономического разнообразия и геохимической активности архей в характерных гидрохимических слоях – фотической зоне 10, 14, 50 м; холодном промежуточном слое (ХПС) – 90, 110 м; верхней границе редокс-зоны – 130 м; зоне практически полного исчезновения кислорода (<3 мкМ) и появления следов сероводорода – 150,160 м и верхней границы анаэробной зоны – 190, 210 м. Радиоизотопным методом выявлена стимуляция темновой ассимиляции углекислоты (ТАУ) при добавлении 50 и 500 мкМ NH4Cl на глубине 10 м. Добавление антибиотиков полностью подавляло ТАУ на всех горизонтах, кроме глубины 10 м, где в присутствии ванкомицина и стрептомицина скорость ТАУ составляла 33% по сравнению с контрольными образцами, куда антибиотики не добавляли. Не исключено, что эта сохранившаяся в присутствии антибиотиков ТАУ является результатом жизнедеятельности архей. Впервые молекулярно-биологическими методами нам удалось детектировать присутствие архей, относящихся к разным филумам в подповерхностных водах на глубине 10-14 м. Особо следует отметить выявление в аэробных водах генов, кодирующих альфа-субъединицу метил-коэнзим М редуктазы (mcrA) – фермента, являющегося генетическим маркером присутствия метаногенных и метанотрофных архей. Причем ПЦР-сигнал был получен только с ДНК, выделенной из фракции взвеси, где возможно формирование анаэробных микрониш. В настоящее время ведется подготовительная работа с продуктами амплификации генов, полученных с использованием праймеров, специфичных к гену 16S рРНК архей, для секвенирования на основе высокопроизводительных методов (next generation sequencing), что позволит с высокой чувствительностью определить присутствие представителей различных филогенетических групп архей в изучаемых водных пробах и оценить структуру архейных сообществ, развивающихся на различных глубинах Черного моря.